智能高频开关电源系统在变电站应用

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1、2010年第3期中州煤炭总第171期智能高频开关电源系统在变电站的应用刘建国，彭岩磊(中平能化集团电务厂，河南平顶山467000)摘要：为了提高变电站直流电源系统的可靠性，结合中平能化集团电务厂综合自动化变电站实际，对智能高频开关电源系统的组成和特点进行了分析。应用表明，该系统可以有效减少变电站的供电安全事故，保证了供电系统的稳定性。关键词：变电站；智能高频开关电源系统；直流供电系统中图分类号：TM564文献标识码：B文章编号：l003—0506(2010)03—0033—02随着生产技术水平的不断提高，各个行业对供脱离系统监控模块独立运行，是电力操作电源的重电质量的要求越来越高，

2、而在电力系统中直流电源要核心部件。为继电保护装置、控制回路等提供了可靠的工作电如图1所示，三相380V交流电首先经过尖峰源，当站内用电失去交流电后还可以作为后备电源，抑制和EMI电路，这2个电路不仅可以有效抑制电是变电站直流供电系统的重要组成部分之一。因网上的尖峰和谐波，还能抑制主开关电路上产生的此，对直流电源系统的可靠性、稳定性也提出了更高谐波，其作用是双向的；然后通过工频整流电路变成的要求。为适应平煤电网发展的需要，平煤电务厂脉动的直流电，经PFC滤波电路，输出约520V的在新建综合自动化变电站中均采用了目前较为先进直流电压。滤波电路由滤波电容和电感组成，电感的智能高频开关电源

3、系统，极大地提高了电力系统可以校正无源电源的功率因数，使模块的功率因数的安全性，为矿区安全供电提供了有力的保障。可以达到0．92。DC／AC电路作为主开关，将520V左右的直流电转换为频率为20kHz的高频脉冲电1系统组成及工作原理压经变压器的次级输出。最后由高频整流电路、LC智能高频电源开关系统通常由4部分组成。滤波电路、EMI滤波电路，将由变压器次级输出的高(1)交流配电模块。交流配电模块主要实现对频脉冲电压变为电压220V的直流电，为蓄电池充交流电源的处理、保护、监测并与整流模块接口。电，并为合闸回路负载供电⋯。交流输入正常时，交流输入切换装置为直流电直流源系统整流模块提供2

4、路380V电源，系统可以实D输出现这2路电源的自动切换，正常运行时选择一路为}渍沽lIl流I匪l校正复C餐／AcH囊HH站内提供交流电并通过整流模块给蓄电池充电。当交流检测电压／电流检测脉宽调制(PWM)站内失去交流电时，整流模块停止工作，蓄电池通过逆变电源为站内提供交流电源，在交流配电模块的坠再线路上还装有防雷器(即浪涌保护器)，可以有效防图1系统的工作原理框架止过电压的冲击，保障电源系统正常运行。(2)整流模块。整流模块是指将交流电整流变(3)集中监控模块。集中监控模块是直流系统为直流电，也就是通常所说的高频开关，该模块具有中控制、管理的核心，能实时监测系统各功能单元的CPU，

5、能监视、控制模块自身的运行情况，而且可以运行参数与状态，对电源系统进行自动管理，减少人为操作，保证了其工作的连续性、可靠性和安全性。(4)直流配电模块。直流配电模块是直流供电收稿日期：2010—02—03系统的枢纽，它将整流输出的直流和蓄电池组输出作者简介：刘建国(1956一)，男，河南叶县人，高级工程师，长期致力于供电技术研究工作，现任中平能化集团电务厂厂长。的直流汇接成不问断的直流输出母线，再分接为各·3．2010年第3期中州煤炭总第l7l期种容量的负载供电支路，串人相应熔断器或负荷开(5)高频开关电源整流模块在并联运行时不仅关后，为设备供电。具有均充功能，同时在系统受到短路冲

6、击时，过流过压等保护也会准确地动作，保障系统的安全运行。2系统特点(6)该系统设有专用的微机绝缘监测装置，能高频开关电源与传统的相控电源相比，具有以够监视直流系统绝缘情况，可实时监测线路对地电下特点：阻。当线路对地绝缘降到设定值时，就会发出告警，(1)相控电源硅整流器采用的是1+1主从备指出绝缘降低的回路，大大缩短了查找直流系统接份方式，而高频开关电源采用Ⅳ+1模块冗余并联地的时间。组合方式供电。所谓Ⅳ+1模块冗余是指重复配置3应用效果系统的一些部件，即当某一设备发生损坏时，它可以自动作为后备式设备替代该设备。例如4个整流模经过近2a的运行，智能高频开关电源系统各块其负载是均衡的，

7、在系统工作时它们都为系统提项技术指标合格，操作简单、直观，功能齐全，动作可供电力，当一个高频开关出现故障时，其余的就承担靠，自动化程度高，设备反映故障及时、准确无误，运了所有的负载。Ⅳ+1模块冗余这种供电方式不仅行稳定可靠，设备无须专人管理和维护，从未发生影降低了电源成本，并且可以保证供电不中断。响正常供电的现象。与传统的相控直流供电系统相(2)可控硅整流器在对蓄电池进行浮充电方式比，性能更加稳定，精确度更高，从而保障了变电站时，直流输出的波纹系数比较大，容易引发保护